EPR Paradoja y acción espeluznante a distancia
Adrian Bardon, en su libro “La naturaleza de la realidad física: una filosofía de la física moderna”, nos pide (en la página 70) que “Imagine los rayos de luz que llegan a la ubicación de Isaac desde todas las direcciones; la superficie del cono de luz del pasado representa la la trayectoria de esos haces y el interior del cono de luz anterior representa todos los eventos más lentos que la luz capaces de afectarlo. Por el contrario, su cono de luz futuro: la superficie representa la distancia espacial de eventos futuros en los que podría influir enviando un Señal a la velocidad de la luz “. Pero, ¿qué dirías si las acciones de Isaac pudieran influir en los eventos fuera de su futuro cono de luz y los eventos que ocurren fuera del cono de luz del pasado de Isaac también se demostró que tienen un efecto? Como señalé en mi publicación titulada Relativity of Simultaneity – ¿Por qué debería importarte ?, la velocidad de la luz es un límite absoluto. Sin embargo, en esta publicación, exploraremos lo que Einstein llamó “acción espeluznante a distancia” y cómo se viola el límite de velocidad de la luz.
EPR fue un “experimento mental” ideado por los físicos Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen “que desafiaron las ideas sostenidas sobre la relación entre los valores observados de las cantidades físicas y los valores que pueden ser explicados por una teoría física”. (Ver y
Aunque el experimento mental original de EPR incluía medidas de posición y momento, David Bohm reformuló la paradoja de EPR en un experimento más práctico utilizando mediciones de giro o polarización. La variante de Bohm de la paradoja EPR se describe a continuación.
Visualice si va a ver dos partículas que están enredadas cuánticamente separadas en direcciones opuestas. (Ver también Enredo de fotones) A cierta distancia de su origen común, Alice mide el giro de una de las partículas y encuentra que el giro está en la dirección hacia arriba. Si Bob midiera entonces el giro de la segunda partícula, encontraría que su giro está en la dirección hacia abajo. Tan a menudo como Alice y Bob desean repetir este experimento, Bob encontrará que el giro de su partícula es siempre opuesto al que encontró Alice.
Aún más extraño, no importa lo alejados que estén Alice y Bob o el tiempo que transcurre entre el experimento de Alice y el de Bob: los resultados del experimento de Alice siempre parecen afectar la partícula de Bob instantáneamente. ¿Cómo puede ser esto?
Como se señala en Wikipedia: “La paradoja de EPR es una paradoja en el siguiente sentido: si uno toma la mecánica cuántica y agrega algunas condiciones aparentemente razonables (a las que se hace referencia como localidad, realismo, certeza objetiva y completa), entonces obtiene una contradicción. ” … “Ya sea
(1) El resultado de una medición realizada en una parte A (por Alice) de un sistema cuántico tiene un efecto no local en la realidad física de otra parte B distante, en el sentido de que la mecánica cuántica puede predecir los resultados de algunas mediciones realizadas fuera en B (por Bob); o…
(2) La mecánica cuántica está incompleta en el sentido de que algún elemento de la realidad física correspondiente a B no puede ser explicado por la mecánica cuántica (es decir, se necesita alguna variable adicional para tenerla en cuenta).
“El principio de localidad establece que los procesos físicos que ocurren en un lugar no deben tener un efecto inmediato en los elementos de la realidad en otra ubicación. A primera vista, parece ser una suposición razonable, ya que parece ser una consecuencia de circunstancias especiales. la relatividad, que establece que la información nunca puede transmitirse más rápido que la velocidad de la luz sin violar la causalidad. En general, se cree que cualquier teoría que viole la causalidad también sería inconsistente internamente y, por lo tanto, profundamente insatisfactoria “. …
“En 1964, John Bell demostró que las predicciones de la mecánica cuántica en el experimento mental de EPR son en realidad ligeramente diferentes de las predicciones de una clase muy amplia de teorías de variables ocultas.
En términos generales, la mecánica cuántica predice correlaciones estadísticas mucho más fuertes entre los resultados de medición realizados en diferentes ejes que las teorías de variables ocultas. Estas diferencias, expresadas utilizando relaciones de desigualdad conocidas como “desigualdades de Bell”, son en principio detectables experimentalmente. “En esencia, la desigualdad de Bell se deriva de la suposición de que los resultados locales existen, ya sea que alguien las mire o no.
“La paradoja de EPR surge genéricamente para cualquier estado enredado, cualquier estado de sistemas separados macroscópicamente que no sea producto de los estados de cada sistema. Cualquier estado enredado produce correlaciones cuánticas que violan una generalización de la desigualdad de Bell. La afirmación del EPR supone que Bob y Alice medirían las variables físicas independientes. Einstein, Podolsky y Rosen nunca anticiparon que esta suposición razonable resultaría inconsistente con el experimento y que, en este contexto, no podemos aislar los sistemas en un estado entrelazado entre sí “.
2. Confirmaciones e interpretaciones experimentales.
Los experimentos ahora han confirmado que “las mediciones realizadas en partes separadas espacialmente de un sistema cuántico tienen una influencia instantánea entre sí. Este efecto ahora se conoce como” comportamiento no local “(o coloquialmente como” rareza cuántica “o” acción espeluznante a distancia ” ). ”
En un documento titulado “ Separación similar a un espacio en una prueba de campana que supone colapsos inducidos gravitacionalmente ” (Ver: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0803/0803.2425v1.pdf ) D. Salart et. Al describe una prueba tipo Franson de las desigualdades de Bell que se describe donde “los pares de fotones enredados que viajan a través de fibras ópticas se envían a dos estaciones receptoras separadas físicamente por 18 km con la fuente en el centro”. Según los autores del artículo, 18 km establecieron un nuevo registro de distancia para este tipo de experimento. El documento concluye que “bajo el supuesto de que una medición cuántica se termina solo una vez que se produce una reducción del estado inducida por la gravedad, ninguno de los muchos experimentos anteriores de Bell implica una separación similar al espacio, es decir, una separación similar al espacio desde el momento en que la partícula ( aquí los fotones) ingresan a sus aparatos de medición (aquí los interferómetros) hasta el momento en que finaliza la medición. En este sentido, nuestro experimento es el primero con una verdadera separación similar a un espacio. Los resultados confirman la naturaleza no local de las correlaciones cuánticas “.
“La mayoría de los físicos de hoy creen que la mecánica cuántica es correcta y que la paradoja de EPR es solo una” paradoja “porque las intuiciones clásicas no se corresponden con la realidad física. La forma en que se interpreta el EPR en relación con la localidad depende de la interpretación de la mecánica cuántica que uno utiliza. … ( Para aquellos lectores que quizás no estén familiarizados con este material, recomendaría que el artículo de Wikipedia sobre la interpretación de la mecánica cuántica se revise antes de continuar. http://en.wikipedia.org/wiki/Int …
Según Yakir Aharonov y Daniel Rohrlich en su libro: Paradojas cuánticas: Teoría cuántica para los perplejos ; “la afirmación de que la teoría cuántica está incompleta puede ser correcta, aunque no en el sentido de EPR. La teoría cuántica no explica cómo pasamos de la probabilidad a la observación, de la posibilidad a la realidad, como lo haría una teoría completa”.
Según Aharonov y Rohrlich, “la evolución unitaria no puede convertir los resultados posibles en resultados reales. Consciente de esta paradoja, von Neumann postuló el colapso. Pero el colapso de von Neumann es, en el mejor de los casos, un modelo eficaz; no resuelve la paradoja. Los intentos de resolver la paradoja caen en tres clases, correspondientes a tres afirmaciones:
i) La mecánica cuántica está incompleta y hay colapso.
ii) La mecánica cuántica está incompleta y no hay colapso.
iii) La mecánica cuántica está completa “.
La teoría del colapso de von Neumann puede verse como consistente con la afirmación i). Sin embargo, según Aharonov y Rohrlich, “hasta el momento no hay evidencia de colapso. Para falsificar el colapso, por otro lado, debemos verificar que no haya colapso de superposición. Por ejemplo, debemos demostrar que el gato de Schrödinger permanece en un estado enredado – y en la práctica, no tenemos ninguna esperanza de demostrar que el estado sigue enredado “.
Se puede considerar que Bohm y otras teorías de variables ocultas son consistentes con la afirmación ii).
En un sentido, la mecánica cuántica simétrica del tiempo (TSQM) puede verse como una teoría de variables ocultas donde la variable oculta no es local en el tiempo, pero en otro sentido (que yo prefiero) la simetría del tiempo ya es integral con QM y con TSQM. QM está completa.
3. EXPLICACIÓN DE TSQM DE LA PARADOJA EPR
Nuevamente, visualice dos partículas que están enredadas cuánticamente separadas en direcciones opuestas. A cierta distancia de su origen común, Alice mide el giro de una de las partículas y encuentra que el giro está en la dirección hacia arriba. Al viajar desde el punto de origen hasta Alicia, podemos entender que la función de onda de la partícula debe haber tomado, en un sentido probabilístico, todos los caminos posibles y poseer todos los estados posibles compatibles con la condición de frontera inicial del sistema en el origen. Con TSQM ahora debemos visualizar una función de onda invertida en el tiempo que avanza en el tiempo desde la ocurrencia del experimento de Alicia hasta el momento y el punto de origen de la partícula de Alicia. Esta función de onda hacia atrás en el tiempo también, en un sentido probabilístico, tomaría todos los caminos posibles y tendría todos los estados posibles consistentes con tres restricciones: (i) la evolución temporal de la función de onda es hacia atrás en el tiempo; (ii) la función de onda invertida en el tiempo está limitada por el estado inicial del sistema en el origen y (iii) la función de onda invertida en el tiempo también está limitada por la ubicación de la partícula y la información de giro que surge del experimento de Alice. Debe notarse en este punto que, debido a la conservación del impulso, la dirección de giro del manifiesto en la función de onda invertida en el tiempo de Alice será opuesta a la dirección de giro que Alice midió; e idéntico al giro que Bob encontrará cuando ocurra su medición. En cualquier caso, puede entenderse que la función de onda con el tiempo invertido de Alicia lleva la información de espín que surge del experimento de Alicia al momento y lugar de origen de las partículas enredadas. Aquí, se puede entender que la información contenida en la función de onda invertida en el tiempo de Alicia “rebota” hacia adelante en el tiempo en un estado que está enredado con la partícula de Bob. Tenga en cuenta que las mediciones débiles de las partículas de Bob y Alicia inmediatamente antes de que se produzcan sus respectivas mediciones ideales mostrarán que cada partícula se ha enredado con la otra.
Mi conclusión de lo anterior es que TSQM reintroduce una causalidad y localidad de tipo clásico a la mecánica cuántica que creo que tiene implicaciones muy amplias. Esta interpretación basada en la inversión de tiempo está lejos de ser original. Ya en 1983, Costa de Beauregard dio una formulación de la configuración de EPR que permitía un EPR invertido en el tiempo.
JW Moffat en su artículo “Mediciones cuánticas, no localidad y la flecha del tiempo” (ver: http://arxiv.org/pdf/gr-qc/9710019 ) propone un proceso de reducción de la función de onda de absorción para resolver la paradoja de EPR en la que se basa en las ondas retardadas (adelantadas en el tiempo) y avanzadas (atrasadas en el tiempo) que John Cramer propuso en su interpretación transaccional de QM.
El enfoque de TSQM, que prefiero, se presenta en un artículo de Yakir Aharonov y Jeff Tollaksen titulado New Insights on Time-Symmetry in Quantum Mechanics (consulte http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0706/0706.1232v1). pdf
Además, el Dr. Henry Stapp en una comunicación privada que catalicé ha declarado:
“Si se considera un experimento de correlación EPR-Bohm-Bell, durante un intervalo en el Tiempo de proceso se creará el estado inicial (singlete) de las dos partículas.
Durante un intervalo en Process Time, este estado de singlete crecerá en una región en forma de V en expansión del espacio-tiempo, hacia las dos regiones de detección más alejadas. En algún momento del proceso se producirá una detección. En ese momento en Process Time, el estado del universo en el pasado espacio-temporal de la superficie similar a espacio asociada cambiará repentinamente, en relación con lo que fue en los momentos anteriores en Process Time. En la región en forma de V del espacio-tiempo, el estado saltará repentinamente de un estado de singlete de las dos partículas divergentes a un estado en el que, por ejemplo, una partícula está polarizada en una dirección específica, especificada por la orientación del dispositivo en una de Las dos regiones, y la partícula que viaja a lo largo del otro ala de la V está polarizada en la dirección opuesta. La correlación entre las partes en las dos alas se fijará instantáneamente (en Tiempo de proceso) en toda la región en forma de V en el espacio-tiempo. La transferencia efectiva de información sobre la elección de la dirección de polarización, elección que aparentemente realizó el agente / observador en una región, se realiza a través de la región en forma de V que se extiende hacia atrás en el tiempo: la transferencia [aparente] más rápida que la luz La información se realiza mediante una transferencia efectiva primero hacia atrás en el tiempo a la región donde las dos partículas interactúan (o se originan), y luego avanzan a lo largo del otro ala de la V ”.